I mudelli anatomichi stampati tridimensionali (3DPAM) parenu esse un strumentu adattatu per via di u so valore educativu è di a so fattibilità. U scopu di sta rivista hè di discrive è analizà i metudi aduprati per creà 3DPAM per l'insignamentu di l'anatomia umana è di valutà u so cuntributu pedagogicu.
Una ricerca elettronica hè stata realizata in PubMed aduprendu i seguenti termini: educazione, scola, apprendimentu, insegnamentu, furmazione, insegnamentu, educazione, tridimensionale, 3D, 3-dimensionale, stampa, stampa, stampa, anatomia, anatomia, anatomia è anatomia. . I risultati includenu e caratteristiche di u studiu, u cuncepimentu di u mudellu, a valutazione morfologica, u rendimentu educativu, i punti di forza è di debulezza.
Trà i 68 articuli selezziunati, u più grande numeru di studii si sò cuncentrati nantu à a regione craniale (33 articuli); 51 articuli menzionanu a stampa ossea. In 47 articuli, u 3DPAM hè statu sviluppatu basatu annantu à a tomografia computerizzata. Cinque prucessi di stampa sò elencati. I plastichi è i so derivati sò stati utilizati in 48 studii. Ogni disignu varieghja in prezzu da $ 1,25 à $ 2.800. Trentasette studii anu paragunatu u 3DPAM cù i mudelli di riferimentu. Trentatrè articuli anu esaminatu l'attività educative. I principali benefici sò a qualità visuale è tattile, l'efficienza di l'apprendimentu, a ripetibilità, a persunalizazione è l'agilità, u risparmiu di tempu, l'integrazione di l'anatomia funzionale, migliori capacità di rotazione mentale, a ritenzione di e cunniscenze è a soddisfazione di l'insegnanti / studienti. I principali svantaghji sò ligati à u disignu: coerenza, mancanza di dettagli o trasparenza, culori troppu brillanti, tempi di stampa longhi è costu elevatu.
Questa rivista sistematica mostra chì u 3DPAM hè efficace è rentabile per l'insignamentu di l'anatomia. I mudelli più realistici richiedenu l'usu di tecnulugie di stampa 3D più costose è tempi di cuncepimentu più lunghi, ciò chì aumenterà significativamente u costu generale. A chjave hè di selezziunà u metudu d'imaghjini adattatu. Da un puntu di vista pedagogicu, u 3DPAM hè un strumentu efficace per l'insignamentu di l'anatomia, cù un impattu pusitivu nantu à i risultati di l'apprendimentu è a satisfaczione. L'effettu d'insignamentu di u 3DPAM hè megliu quandu riproduce regioni anatomiche cumplesse è i studienti l'utilizanu à l'iniziu di a so furmazione medica.
A dissezione di cadaveri d'animali hè stata realizata dapoi l'antica Grecia è hè unu di i principali metudi d'insignamentu di l'anatomia. E dissezioni cadaveriche realizate durante a furmazione pratica sò aduprate in u curriculum teoricu di i studienti di medicina universitari è sò attualmente cunsiderate u standard d'oru per u studiu di l'anatomia [1,2,3,4,5]. Tuttavia, ci sò parechji ostaculi à l'usu di campioni cadaverici umani, chì incitanu a ricerca di novi strumenti di furmazione [6, 7]. Alcuni di questi novi strumenti includenu a realtà aumentata, strumenti digitali è a stampa 3D. Sicondu una recente rivista di a literatura di Santos et al. [8] In termini di valore di queste nuove tecnulugie per l'insignamentu di l'anatomia, a stampa 3D pare esse una di e risorse più impurtanti, sia in termini di valore educativu per i studienti sia in termini di fattibilità di implementazione [4,9,10].
A stampa 3D ùn hè micca nova. I primi brevetti ligati à sta tecnulugia datanu di u 1984: A Le Méhauté, O De Witte è JC André in Francia, è trè settimane dopu C Hull in i Stati Uniti. Da tandu, a tecnulugia hà cuntinuatu à evoluzione è u so usu s'hè allargatu in parechji duminii. Per esempiu, a NASA hà stampatu u primu ughjettu fora di a Terra in u 2014 [11]. Ancu u campu medicu hà aduttatu stu novu strumentu, aumentendu cusì u desideriu di sviluppà una medicina persunalizata [12].
Parechji autori anu dimustratu i benefici di l'usu di mudelli anatomichi stampati in 3D (3DPAM) in l'educazione medica [10, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]. Quandu s'insigna l'anatomia umana, sò necessarii mudelli non patologichi è anatomicamente nurmali. Alcune recensioni anu esaminatu mudelli di furmazione patologichi o medichi/chirurgichi [8, 20, 21]. Per sviluppà un mudellu ibridu per l'insignamentu di l'anatomia umana chì incorpora novi strumenti cum'è a stampa 3D, avemu realizatu una rivista sistematica per discrive è analizà cumu l'uggetti stampati in 3D sò creati per l'insignamentu di l'anatomia umana è cumu i studienti valutanu l'efficacità di l'apprendimentu aduprendu questi oggetti 3D.
Questa rivista sistematica di a literatura hè stata realizata in ghjugnu 2022 senza restrizioni di tempu utilizendu e linee guida PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses) [22].
I criteri d'inclusione eranu tutti l'articuli di ricerca chì utilizavanu 3DPAM in l'insignamentu/apprendimentu di l'anatomia. Sò stati esclusi recensioni di letteratura, lettere o articuli chì si cuncentravanu nantu à mudelli patologichi, mudelli animali, mudelli archeologichi è mudelli di furmazione medica/chirurgica. Solu l'articuli publicati in inglese sò stati selezziunati. Sò stati esclusi articuli senza riassunti in linea dispunibili. Sò stati inclusi articuli chì includevanu parechji mudelli, almenu unu di i quali era anatomicamente nurmale o avia una patologia minore chì ùn affettava micca u valore di l'insignamentu.
Una ricerca bibliografica hè stata realizata in a basa di dati elettronica PubMed (National Library of Medicine, NCBI) per identificà studii pertinenti publicati finu à ghjugnu 2022. Aduprate i seguenti termini di ricerca: educazione, scola, insegnamentu, insegnamentu, apprendimentu, insegnamentu, educazione, tridimensionale, 3D, 3D, stampa, stampa, stampa, anatomia, anatomia, anatomia è anatomia. Una sola dumanda hè stata eseguita: (((education[Title/Abstract] OR school[Title/Abstract] ORlearning[Title/Abstract] OR teaching[Title/Abstract] OR training[Title/Abstract] ORReach[Title/Abstract] ] OR Education [Title/Abstract]) AND (Three Dimensions [Title] OR 3D [Title] OR 3D [Title])) AND (Print [Title] OR Print [Title] OR Print [Title])) AND (Anatomy) [Title] ]/abstract] o anatomia [title/abstract] o anatomia [title/abstract] o anatomia [title/abstract]). Articuli supplementari sò stati identificati circendu manualmente in a basa di dati PubMed è rivedendu e referenze di altri articuli scientifichi. Nisuna restrizione di data hè stata applicata, ma hè statu utilizatu u filtru "Persona".
Tutti i tituli è i riassunti recuperati sò stati verificati secondu i criteri d'inclusione è d'esclusione da dui autori (EBR è AL), è qualsiasi studiu chì ùn risponde micca à tutti i criteri d'elegibilità hè statu esclusu. E publicazioni à testu cumpletu di i studii rimanenti sò state recuperate è riviste da trè autori (EBR, EBE è AL). Quandu hè statu necessariu, i disaccordi in a selezzione di l'articuli sò stati risolti da una quarta persona (LT). E publicazioni chì rispondevanu à tutti i criteri d'inclusione sò state incluse in questa rivista.
L'estrazione di dati hè stata realizata indipindentamente da dui autori (EBR è AL) sottu a supervisione di un terzu autore (LT).
- Dati di cuncepimentu di u mudellu: regioni anatomiche, parti anatomiche specifiche, mudellu iniziale per a stampa 3D, metudu d'acquisizione, software di segmentazione è di modellazione, tipu di stampante 3D, tipu è quantità di materiale, scala di stampa, culore, costu di stampa.
- Valutazione morfologica di i mudelli: mudelli utilizati per a paragone, valutazione medica di esperti/insegnanti, numeru di valutatori, tipu di valutazione.
- Modellu 3D d'insignamentu: valutazione di e cunniscenze di i studienti, metudu di valutazione, numeru di studienti, numeru di gruppi di paragone, randomizazione di i studienti, educazione/tipu di studiente.
418 studii sò stati identificati in MEDLINE, è 139 articuli sò stati esclusi da u filtru "umanu". Dopu avè rivedutu i tituli è i riassunti, 103 studii sò stati selezziunati per a lettura di testu cumpletu. 34 articuli sò stati esclusi perchè eranu mudelli patologichi (9 articuli), mudelli di furmazione medica/chirurgica (4 articuli), mudelli animali (4 articuli), mudelli radiologichi 3D (1 articulu) o ùn eranu micca articuli scientifichi uriginali (16 capituli). Un totale di 68 articuli sò stati inclusi in a rivista. A Figura 1 presenta u prucessu di selezzione cum'è un diagramma di flussu.
Diagramma di flussu chì riassume l'identificazione, u screening è l'inclusione di l'articuli in questa rivista sistematica
Tutti i studii sò stati publicati trà u 2014 è u 2022, cù un annu mediu di publicazione di u 2019. Trà i 68 articuli inclusi, 33 (49%) studii eranu descrittivi è sperimentali, 17 (25%) eranu puramente sperimentali, è 18 (26%) eranu sperimentali. Puramente descrittivu. Di i 50 (73%) studii sperimentali, 21 (31%) anu utilizatu a randomizazione. Solu 34 studii (50%) anu inclusu analisi statistiche. A Tavula 1 riassume e caratteristiche di ogni studiu.
33 articuli (48%) anu esaminatu a regione di a testa, 19 articuli (28%) anu esaminatu a regione toracica, 17 articuli (25%) anu esaminatu a regione addominopelvica è 15 articuli (22%) anu esaminatu l'estremità. Cinquantunu articuli (75%) anu mintuvatu l'osse stampate in 3D cum'è mudelli anatomichi o mudelli anatomichi multi-slice.
In quantu à i mudelli o fugliali surghjenti utilizati per sviluppà 3DPAM, 23 articuli (34%) anu mintuvatu l'usu di dati di i pazienti, 20 articuli (29%) anu mintuvatu l'usu di dati cadaverichi, è 17 articuli (25%) anu mintuvatu l'usu di basi di dati. sò stati utilizati, è 7 studii (10%) ùn anu micca divulgatu a fonte di i ducumenti utilizati.
47 studii (69%) anu sviluppatu 3DPAM basatu annantu à a tomografia computerizzata, è 3 studii (4%) anu signalatu l'usu di microCT. 7 articuli (10%) anu prughjettatu oggetti 3D utilizendu scanner ottici, 4 articuli (6%) utilizendu MRI, è 1 articulu (1%) utilizendu camere è microscopi. 14 articuli (21%) ùn anu micca mintuvatu a fonte di i fugliali surghjente di cuncepimentu di u mudellu 3D. I fugliali 3D sò creati cù una risoluzione spaziale media inferiore à 0,5 mm. A risoluzione ottima hè 30 μm [80] è a risoluzione massima hè 1,5 mm [32].
Sessanta applicazioni software diverse (segmentazione, modellisazione, cuncepimentu o stampa) sò state aduprate. Mimics (Materialise, Leuven, Belgio) hè statu adupratu più spessu (14 studii, 21%), seguitatu da MeshMixer (Autodesk, San Rafael, CA) (13 studii, 19%), Geomagic (3D System, MO, NC, Leesville) (10 studii, 15%), 3D Slicer (Slicer Developer Training, Boston, MA) (9 studii, 13%), Blender (Blender Foundation, Amsterdam, Paesi Bassi) (8 studii, 12%) è CURA (Geldemarsen, Paesi Bassi) (7 studii, 10%).
Sessantasette mudelli di stampanti diversi è cinque prucessi di stampa sò mintuvati. A tecnulugia FDM (Fused Deposition Modeling) hè stata aduprata in 26 prudutti (38%), a sabbiatura di materiale in 13 prudutti (19%) è infine a sabbiatura di legante (11 prudutti, 16%). E tecnulugie menu aduprate sò a stereolitografia (SLA) (5 articuli, 7%) è a sinterizzazione laser selettiva (SLS) (4 articuli, 6%). A stampante più cumunamente aduprata (7 articuli, 10%) hè a Connex 500 (Stratasys, Rehovot, Israele) [27, 30, 32, 36, 45, 62, 65].
Quandu si specificavanu i materiali utilizati per fà u 3DPAM (51 articuli, 75%), 48 studii (71%) anu utilizatu plastiche è i so derivati. I principali materiali utilizati eranu PLA (acidu polilatticu) (n = 20, 29%), resina (n = 9, 13%) è ABS (acrilonitrile butadiene stirene) (7 tipi, 10%). 23 articuli (34%) anu esaminatu u 3DPAM fattu da parechji materiali, 36 articuli (53%) anu presentatu u 3DPAM fattu da un solu materiale, è 9 articuli (13%) ùn anu micca specificatu un materiale.
Ventinove articuli (43%) anu signalatu rapporti di stampa chì varianu da 0,25:1 à 2:1, cù una media di 1:1. Ventinove articuli (37%) anu utilizatu un rapportu 1:1. 28 3DPAM (41%) eranu custituiti da parechji culori, è 9 (13%) sò stati tinti dopu a stampa [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75].
Trentaquattru articuli (50%) anu mintuvatu i costi. Nove articuli (13%) anu mintuvatu u costu di e stampanti 3D è di e materie prime. U prezzu di e stampanti varia da $ 302 à $ 65.000. Quandu sò specificati, i prezzi di i mudelli varianu da $ 1,25 à $ 2.800; questi estremi currispondenu à campioni scheletrici [47] è mudelli retroperitoneali d'alta fedeltà [48]. A Tavula 2 riassume i dati di u mudellu per ogni studiu inclusu.
Trentasette studii (54%) anu paragunatu u 3DAPM à un mudellu di riferimentu. Trà questi studii, u paragone u più cumunu era un mudellu di riferimentu anatomicu, utilizatu in 14 articuli (38%), preparazioni plastinate in 6 articuli (16%), preparazioni plastinate in 6 articuli (16%). Usu di a realità virtuale, imaging di tomografia computerizzata un 3DPAM in 5 articuli (14%), un altru 3DPAM in 3 articuli (8%), ghjochi serii in 1 articulu (3%), radiografie in 1 articulu (3%), mudelli cummerciali in 1 articulu (3%) è realità aumentata in 1 articulu (3%). Trentaquattru (50%) studii anu valutatu u 3DPAM. Quindici (48%) studii anu descrittu in dettagliu l'esperienze di i valutatori (Tabella 3). U 3DPAM hè statu realizatu da chirurghi o medichi curante in 7 studii (47%), spezialisti anatomichi in 6 studii (40%), studienti in 3 studii (20%), insegnanti (disciplina micca specificata) in 3 studii (20%) per a valutazione è un altru valutatore in l'articulu (7%). U numeru mediu di valutatori hè 14 (minimu 2, massimu 30). Trentatrè studii (49%) anu valutatu a morfologia 3DPAM qualitativamente, è 10 studii (15%) anu valutatu a morfologia 3DPAM quantitativamente. Di i 33 studii chì anu utilizatu valutazioni qualitative, 16 anu utilizatu valutazioni puramente descrittive (48%), 9 anu utilizatu test/valutazioni/sondaggi (27%) è 8 anu utilizatu scale Likert (24%). A Tavula 3 riassume e valutazioni morfologiche di i mudelli in ogni studiu inclusu.
Trentatrè (48%) articuli anu esaminatu è paragunatu l'efficacità di l'insignamentu di 3DPAM à i studienti. Di sti studii, 23 (70%) articuli anu valutatu a satisfaczione di i studienti, 17 (51%) anu utilizatu scale Likert, è 6 (18%) anu utilizatu altri metudi. Ventidui articuli (67%) anu valutatu l'apprendimentu di i studienti per mezu di testi di cunniscenze, di i quali 10 (30%) anu utilizatu pretest è/o posttest. Undici studii (33%) anu utilizatu dumande è testi à scelta multipla per valutà a cunniscenza di i studienti, è cinque studii (15%) anu utilizatu l'etichettatura di l'imagine/identificazione anatomica. Una media di 76 studienti anu participatu à ogni studiu (minimu 8, massimu 319). Vintiquattru studii (72%) avianu un gruppu di cuntrollu, di i quali 20 (60%) anu utilizatu a randomizazione. In cuntrastu, un studiu (3%) hà assignatu à casu mudelli anatomichi à 10 studienti diversi. In media, sò stati paragunati 2,6 gruppi (minimu 2, massimu 10). Vintitrè studii (70%) anu implicatu studienti di medicina, di i quali 14 (42%) eranu studienti di medicina di primu annu. Sei (18%) studii anu implicatu residenti, 4 (12%) studienti di odontoiatria è 3 (9%) studienti di scienze. Sei studii (18%) anu implementatu è valutatu l'apprendimentu autonomu utilizendu 3DPAM. A Tavula 4 riassume i risultati di a valutazione di l'efficacia di l'insignamentu 3DPAM per ogni studiu inclusu.
I principali vantaghji signalati da l'autori per l'usu di 3DPAM cum'è strumentu d'insignamentu per l'anatomia umana nurmale sò e caratteristiche visuali è tattili, cumprese u realismu [55, 67], a precisione [44, 50, 72, 85] è a variabilità di a cunsistenza [34, 45]. , 48, 64], culore è trasparenza [28, 45], durabilità [24, 56, 73], effettu educativu [16, 32, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], costu [27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 64, 80, 81, 83], riproducibilità [80], pussibilità di migliurazione o persunalizazione [28, 30, 36, 45, 48, 51, 53, 59, 61, 67, 80], a capacità di manipulà i studienti [30, 49], risparmiu di tempu d'insignamentu [61, 80], facilità di almacenamentu [61], a capacità d'integrà l'anatomia funzionale o di creà strutture specifiche [51, 53], 67], cuncepimentu rapidu di scheletri mudelli [81], a capacità di cocreà mudelli è di purtalli in casa [49, 60, 71], migliurà e capacità di rotazione mentale [23] è a ritenzione di cunniscenze [32], è ancu nantu à l'insegnante [25, 63] è a satisfaczione di i studienti [25, 45, 46, 52, 52, 57, 63, 66, 69, 84].
I principali svantaghji sò ligati à u disignu: rigidità [80], cunsistenza [28, 62], mancanza di dettagli o trasparenza [28, 30, 34, 45, 48, 62, 64, 81], culori troppu brillanti [45] è a fragilità di u pavimentu [71]. Altri svantaghji includenu a perdita d'infurmazioni [30, 76], u longu tempu necessariu per a segmentazione di l'imagine [36, 52, 57, 58, 74], u tempu di stampa [57, 63, 66, 67], a mancanza di variabilità anatomica [25] è u costu altu [48].
Questa rivista sistematica riassume 68 articuli publicati in 9 anni è mette in risaltu l'interessu di a cumunità scientifica per u 3DPAM cum'è strumentu per l'insignamentu di l'anatomia umana nurmale. Ogni regione anatomica hè stata studiata è stampata in 3D. Di questi articuli, 37 articuli anu paragunatu u 3DPAM cù altri mudelli, è 33 articuli anu valutatu a rilevanza pedagogica di u 3DPAM per i studienti.
Date e differenze in a cuncepzione di studii anatomichi di stampa 3D, ùn avemu micca cunsideratu apprupriatu di fà una meta-analisi. Una meta-analisi publicata in u 2020 s'hè cuncentrata principalmente nantu à i testi di cunniscenza anatomica dopu a furmazione senza analizà l'aspetti tecnichi è tecnologichi di a cuncepzione è a pruduzzione di 3DPAM [10].
A regione di a testa hè a più studiata, probabilmente perchè a cumplessità di a so anatomia rende più difficiule per i studienti di rapprisintà sta regione anatomica in u spaziu tridimensionale paragunatu à l'estremità o u torsu. A TC hè di gran lunga a modalità d'imaghjini più cumunamente aduprata. Sta tecnica hè largamente aduprata, soprattuttu in ambienti medichi, ma hà una risoluzione spaziale limitata è un bassu cuntrastu di i tessuti molli. Queste limitazioni rendenu e scansioni TC inadatte per a segmentazione è a mudellazione di u sistema nervosu. D’altronde, a tomografia computerizzata hè più adatta per a segmentazione/mudellazione di u tissutu osseu; U cuntrastu ossu/tessuti molli aiuta à cumpletà questi passi prima di stampà in 3D mudelli anatomichi. D’altronde, a microTC hè cunsiderata a tecnulugia di riferimentu in termini di risoluzione spaziale in l'imaghjini ossea [70]. Scanner ottici o MRI ponu ancu esse aduprati per ottene immagini. Una risoluzione più alta impedisce a lisciatura di e superfici ossee è priserva a suttilità di e strutture anatomiche [59]. A scelta di u mudellu influenza ancu a risoluzione spaziale: per esempiu, i mudelli di plastificazione anu una risoluzione più bassa [45]. I grafichi devenu creà mudelli 3D persunalizati, ciò chì aumenta i costi (da 25 $ à 150 $ per ora) [43]. Ottene fugliali .STL di alta qualità ùn basta micca per creà mudelli anatomichi di alta qualità. Hè necessariu determinà i parametri di stampa, cum'è l'orientazione di u mudellu anatomicu nantu à a piastra di stampa [29]. Certi autori suggerenu chì e tecnulugie di stampa avanzate cum'è SLS devenu esse aduprate induve pussibule per migliurà a precisione di 3DPAM [38]. A pruduzzione di 3DPAM richiede assistenza prufessiunale; i spezialisti più ricercati sò ingegneri [72], radiologi, [75], grafichi [43] è anatomisti [25, 28, 51, 57, 76, 77].
I software di segmentazione è di modellazione sò fattori impurtanti per ottene mudelli anatomichi precisi, ma u costu di sti pacchetti software è a so cumplessità ne impediscenu l'usu. Parechji studii anu paragunatu l'usu di diversi pacchetti software è tecnulugie di stampa, mettendu in risaltu i vantaghji è i svantaghji di ogni tecnulugia [68]. In più di u software di modellazione, hè ancu necessariu un software di stampa cumpatibile cù a stampante scelta; certi autori preferiscenu aduprà a stampa 3D in linea [75]. Se sò stampati abbastanza oggetti 3D, l'investimentu pò purtà à ritorni finanziarii [72].
A plastica hè di gran lunga u materiale u più cumunamente utilizatu. A so larga gamma di texture è culori ne facenu u materiale di scelta per u 3DPAM. Certi autori anu elogiatu a so alta resistenza paragunata à i mudelli tradiziunali cadaverichi o plastinati [24, 56, 73]. Certi plastichi anu ancu proprietà di piegatura o di allungamentu. Per esempiu, Filaflex cù a tecnulugia FDM pò allungassi finu à u 700%. Certi autori a consideranu u materiale di scelta per a replicazione di musculi, tendini è ligamenti [63]. D’altronde, dui studii anu suscitatu dumande nantu à l'orientazione di e fibre durante a stampa. In fatti, l'orientazione, l'inserzione, l'innervazione è a funzione di e fibre musculari sò critiche in a modellazione musculare [33].
Sorprendentemente, pochi studii menzionanu a scala di stampa. Siccomu parechje persone consideranu u rapportu 1:1 cum'è standard, l'autore pò avè sceltu di ùn menziunallu. Ancu s'è l'aumentu di scala seria utile per l'apprendimentu direttu in grandi gruppi, a fattibilità di u scaling ùn hè ancu stata esplorata, in particulare cù a crescita di e dimensioni di e classi è a dimensione fisica di u mudellu chì hè un fattore impurtante. Benintesa, e scale à dimensione piena facilitanu a localizazione è a cumunicazione di vari elementi anatomichi à u paziente, ciò chì pò spiegà perchè sò spessu aduprate.
Di e numerose stampanti dispunibili nant'à u mercatu, quelle chì utilizanu a tecnulugia PolyJet (inkjet di materiale o legante) per furnisce a stampa à alta definizione di culore è multistratu (è dunque multi-testura) costanu trà 20.000 è 250.000 dollari americani (https://www.aniwaa.com/). Stu costu elevatu pò limità a prumuzione di 3DPAM in e scole di medicina. In più di u costu di a stampante, u costu di i materiali richiesti per a stampa à inkjet hè più altu chè per e stampanti SLA o FDM [68]. I prezzi per e stampanti SLA o FDM sò ancu più accessibili, chì varianu da 576 € à 4.999 € in l'articuli elencati in questa rivista. Sicondu Tripodi è i so culleghi, ogni parte scheletrica pò esse stampata per 1,25 dollari americani [47]. Undici studii anu cunclusu chì a stampa 3D hè più economica chè a plastificazione o i mudelli cummerciali [24, 27, 41, 44, 45, 48, 51, 60, 63, 80, 81, 83]. Inoltre, sti mudelli cummerciali sò cuncipiti per furnisce informazioni à i pazienti senza dettagli sufficienti per l'insignamentu di l'anatomia [80]. Sti mudelli cummerciali sò cunsiderati inferiori à u 3DPAM [44]. Vale a pena nutà chì, in più di a tecnulugia di stampa aduprata, u costu finale hè proporzionale à a scala è dunque à a dimensione finale di u 3DPAM [48]. Per queste ragioni, a scala à grandezza naturale hè preferita [37].
Solu un studiu hà paragunatu u 3DPAM cù i mudelli anatomichi dispunibili cummercialmente [72]. I campioni cadaverichi sò u paragone più cumunimenti utilizatu per u 3DPAM. Malgradu i so limiti, i mudelli cadaverichi restanu un strumentu preziosu per l'insignamentu di l'anatomia. Ci vole à fà una distinzione trà autopsia, dissezione è ossu seccu. Basatu annantu à i testi di furmazione, dui studii anu dimustratu chì u 3DPAM era significativamente più efficace chè a dissezione plastinata [16, 27]. Un studiu hà paragunatu un'ora di furmazione utilizendu u 3DPAM (estremità inferiore) cù un'ora di dissezione di a stessa regione anatomica [78]. Ùn ci era micca differenze significative trà i dui metudi d'insignamentu. Hè prubabile chì ci sia poca ricerca nantu à questu tema perchè tali paragoni sò difficiuli da fà. A dissezione hè una preparazione chì richiede tempu per i studienti. Calchì volta sò necessarie decine d'ore di preparazione, secondu ciò chì si prepara. Un terzu paragone pò esse fattu cù l'osse secche. Un studiu di Tsai è Smith hà trovu chì i punteggi di i testi eranu significativamente megliu in u gruppu chì utilizava u 3DPAM [51, 63]. Chen è i so culleghi anu nutatu chì i studienti chì utilizavanu mudelli 3D anu ottenutu risultati megliu in l'identificazione di strutture (cranii), ma ùn ci era nisuna differenza in i punteggi MCQ [69]. Infine, Tanner è i so culleghi anu dimustratu risultati post-test megliu in questu gruppu utilizendu 3DPAM di a fossa pterigopalatina [46]. Altri novi strumenti d'insignamentu sò stati identificati in questa rivista di a literatura. I più cumuni trà elli sò a realtà aumentata, a realtà virtuale è i ghjochi serii [43]. Sicondu Mahrous è i so culleghi, a preferenza per i mudelli anatomichi dipende da u numeru d'ore chì i studienti ghjocanu à i video games [31]. D’altronde, un svantaghju maiò di i novi strumenti d'insignamentu di l'anatomia hè u feedback tattile, in particulare per i strumenti puramente virtuali [48].
A maiò parte di i studii chì valutanu u novu 3DPAM anu utilizatu pretest di cunniscenza. Quessi pretest aiutanu à evità i pregiudizii in a valutazione. Certi autori, prima di realizà studii sperimentali, escludenu tutti i studienti chì anu ottenutu un puntuatu sopra à a media in u test preliminare [40]. Trà i pregiudizii chì Garas è i so culleghi anu mintuvatu ci eranu u culore di u mudellu è a selezzione di vuluntarii in a classa di studienti [61]. A culurazione facilita l'identificazione di e strutture anatomiche. Chen è i so culleghi anu stabilitu cundizioni sperimentali strette senza differenze iniziali trà i gruppi è u studiu hè statu accecatu à u massimu pussibule [69]. Lim è i so culleghi ricumandanu chì a valutazione post-test sia cumpletata da una terza parte per evità i pregiudizii in a valutazione [16]. Certi studii anu utilizatu scale Likert per valutà a fattibilità di 3DPAM. Stu strumentu hè adattatu per valutà a satisfaczione, ma ci sò sempre pregiudizii impurtanti da esse cuscenti [86].
A rilevanza educativa di 3DPAM hè stata valutata principalmente trà i studienti di medicina, cumpresi i studienti di medicina di primu annu, in 14 di 33 studii. In u so studiu pilotu, Wilk è i so culleghi anu signalatu chì i studienti di medicina credevanu chì a stampa 3D duveria esse inclusa in u so apprendimentu di l'anatomia [87]. 87% di i studienti intervistati in u studiu Cercenelli credevanu chì u secondu annu di studiu era u megliu mumentu per aduprà 3DPAM [84]. I risultati di Tanner è i so culleghi anu ancu dimustratu chì i studienti anu ottenutu risultati megliu s'elli ùn avianu mai studiatu u campu [46]. Quessi dati suggerenu chì u primu annu di scola di medicina hè u mumentu ottimale per incorporà 3DPAM in l'insignamentu di l'anatomia. A meta-analisi di Ye hà sustinutu sta idea [18]. In i 27 articuli inclusi in u studiu, ci eranu differenze significative in i punteggi di i testi trà 3DPAM è i mudelli tradiziunali per i studienti di medicina, ma micca per i residenti.
U 3DPAM cum'è strumentu d'apprendimentu migliora u rendimentu accademicu [16, 35, 39, 52, 57, 63, 69, 79], a ritenzione di e cunniscenze à longu andà [32] è a satisfaczione di i studienti [25, 45, 46, 52, 57, 63, 66], 69, 84]. Ancu i gruppi d'esperti anu trovu utili questi mudelli [37, 42, 49, 81, 82], è dui studii anu trovu a satisfaczione di l'insegnanti cù u 3DPAM [25, 63]. Di tutte e fonti, Backhouse è i so culleghi consideranu a stampa 3D cum'è a megliu alternativa à i mudelli anatomichi tradiziunali [49]. In a so prima meta-analisi, Ye è i so culleghi anu cunfirmatu chì i studienti chì anu ricevutu istruzioni 3DPAM avianu punteggi post-test megliu cà i studienti chì anu ricevutu istruzioni 2D o di cadavere [10]. Tuttavia, anu differenziatu u 3DPAM micca per cumplessità, ma semplicemente per core, sistema nervosu è cavità addominale. In sette studii, u 3DPAM ùn hà micca superatu altri mudelli basati nantu à testi di cunniscenza amministrati à i studienti [32, 66, 69, 77, 78, 84]. In a so meta-analisi, Salazar è i so culleghi anu cunclusu chì l'usu di u 3DPAM migliora specificamente a comprensione di l'anatomia cumplessa [17]. Stu cuncettu hè coerente cù a lettera di Hitas à l'editore [88]. Alcune zone anatomiche cunsiderate menu cumplesse ùn richiedenu micca l'usu di u 3DPAM, mentre chì e zone anatomiche più cumplesse (cum'è u collu o u sistema nervosu) serianu una scelta logica per u 3DPAM. Stu cuncettu pò spiegà perchè alcuni 3DPAM ùn sò micca cunsiderati superiori à i mudelli tradiziunali, in particulare quandu i studienti ùn anu micca cunniscenze in u duminiu induve a prestazione di u mudellu hè trovata superiore. Cusì, presentà un mudellu simplice à i studienti chì anu digià qualchì cunniscenza di a materia (studenti di medicina o residenti) ùn hè micca utile per migliurà a prestazione di i studienti.
Di tutti i benefici educativi elencati, 11 studii anu messu in risaltu e qualità visuali o tattili di i mudelli [27,34,44,45,48,50,55,63,67,72,85], è 3 studii anu migliuratu a forza è a durabilità (33, 50-52, 63, 79, 85, 86). Altri vantaghji sò chì i studienti ponu manipulà e strutture, l'insegnanti ponu risparmià tempu, sò più faciuli da cunservà chè i cadaveri, u prughjettu pò esse cumpletatu in 24 ore, pò esse adupratu cum'è strumentu di scola in casa, è pò esse adupratu per insegnà grandi quantità d'infurmazioni. gruppi [30, 49, 60, 61, 80, 81]. A stampa 3D ripetuta per l'insignamentu di l'anatomia in grande volume rende i mudelli di stampa 3D più rentabili [26]. L'usu di 3DPAM pò migliurà e capacità di rotazione mentale [23] è migliurà l'interpretazione di l'imaghjini trasversali [23, 32]. Dui studii anu trovu chì i studienti esposti à 3DPAM eranu più propensi à esse operati [40, 74]. I connettori metallichi ponu esse integrati per creà u muvimentu necessariu per studià l'anatomia funzionale [51, 53], o i mudelli ponu esse stampati aduprendu disinni di trigger [67].
A stampa 3D permette a creazione di mudelli anatomichi regulabili migliurendu certi aspetti durante a fase di modelizazione, [48, 80] creendu una basa adatta, [59] cumbinendu parechji mudelli, [36] aduprendu a trasparenza, (49) u culore, [45] o rendendu visibili certe strutture interne [30]. Tripodi è i so culleghi anu utilizatu l'argilla da scultura per cumplementà i so mudelli ossei stampati in 3D, mettendu in risaltu u valore di i mudelli co-creati cum'è strumenti d'insignamentu [47]. In 9 studii, u culore hè statu applicatu dopu a stampa [43, 46, 49, 54, 58, 59, 65, 69, 75], ma i studienti l'anu applicatu solu una volta [49]. Sfurtunatamente, u studiu ùn hà micca valutatu a qualità di a furmazione di u mudellu o a sequenza di furmazione. Questu deve esse cunsideratu in u cuntestu di l'educazione anatomica, postu chì i benefici di l'apprendimentu mistu è di a co-creazione sò ben stabiliti [89]. Per fà fronte à a crescente attività publicitaria, l'autoapprendimentu hè statu utilizatu parechje volte per valutà i mudelli [24, 26, 27, 32, 46, 69, 82].
Un studiu hà cunclusu chì u culore di u materiale plasticu era troppu brillanti [45], un altru studiu hà cunclusu chì u mudellu era troppu fragile [71], è dui altri studii anu indicatu una mancanza di variabilità anatomica in u disignu di i mudelli individuali [25, 45]. Sette studii anu cunclusu chì u dettagliu anatomicu di 3DPAM hè insufficiente [28, 34, 45, 48, 62, 63, 81].
Per i mudelli anatomichi più dettagliati di regioni grande è cumplesse, cum'è u retroperitoneu o a spina cervicale, u tempu di segmentazione è di modellazione hè cunsideratu assai longu è u costu hè assai altu (circa 2000 dollari americani) [27, 48]. Hojo è i so culleghi anu dichjaratu in u so studiu chì ci hè vulsutu 40 ore per creà u mudellu anatomicu di u pelvis [42]. U tempu di segmentazione u più longu hè statu di 380 ore in un studiu di Weatherall è i so culleghi, in u quale parechji mudelli sò stati cumminati per creà un mudellu cumpletu di e vie aeree pediatriche [36]. In nove studii, a segmentazione è u tempu di stampa sò stati cunsiderati svantaghji [36, 42, 57, 58, 74]. Tuttavia, 12 studii anu criticatu e proprietà fisiche di i so mudelli, in particulare a so consistenza, [28, 62] a mancanza di trasparenza, [30] a fragilità è a monocromaticità, [71] a mancanza di tessuti molli, [66] o a mancanza di dettagli [28, 34], 45, 48, 62, 63, 81]. Questi svantaghji ponu esse superati aumentendu u tempu di segmentazione o di simulazione. A perdita è a recuperazione di l'infurmazioni pertinenti era un prublema affrontatu da trè squadre [30, 74, 77]. Sicondu i rapporti di i pazienti, l'agenti di cuntrastu iodati ùn anu micca furnitu una visibilità vasculare ottima per via di limitazioni di dose [74]. L'iniezione di un mudellu cadavericu pare esse un metudu ideale chì si alluntana da u principiu di "u menu pussibule" è da e limitazioni di a dose di l'agente di cuntrastu iniettatu.
Sfurtunatamente, parechji articuli ùn menzionanu micca alcune caratteristiche chjave di 3DPAM. Menu di a mità di l'articuli anu dichjaratu esplicitamente se u so 3DPAM era culuritu. A cupertura di u scopu di a stampa era inconsistente (43% di l'articuli), è solu u 34% hà mintuvatu l'usu di parechji media. Quessi parametri di stampa sò critichi perchè influenzanu e proprietà di apprendimentu di 3DPAM. A maiò parte di l'articuli ùn furniscenu micca informazioni sufficienti nantu à e cumplessità di ottene 3DPAM (tempu di cuncepimentu, qualificazioni di u persunale, costi di u software, costi di stampa, ecc.). Questa infurmazione hè critica è deve esse cunsiderata prima di cunsiderà l'iniziu di un prughjettu per sviluppà un novu 3DPAM.
Questa rivista sistematica mostra chì a cuncepzione è a stampa 3D di mudelli anatomichi nurmali hè fattibile à bassu costu, in particulare quandu si utilizanu stampanti FDM o SLA è materiali plastichi monocolore economici. Tuttavia, questi disinni basi ponu esse migliorati aghjunghjendu culore o aghjunghjendu disinni in diversi materiali. I mudelli più realistici (stampati cù parechji materiali di diversi culori è texture per replicà da vicinu e qualità tattili di un mudellu di riferimentu di cadavere) richiedenu tecnulugie di stampa 3D più costose è tempi di cuncepimentu più lunghi. Questu aumenterà significativamente u costu generale. Indipendentemente da u prucessu di stampa sceltu, a scelta di u metudu di imaging adattatu hè a chjave per u successu di 3DPAM. Più alta hè a risoluzione spaziale, più realisticu diventa u mudellu è pò esse adupratu per a ricerca avanzata. Da un puntu di vista pedagogicu, 3DPAM hè un strumentu efficace per insignà l'anatomia, cum'è dimustratu da i testi di cunniscenza amministrati à i studienti è a so soddisfazione. L'effettu didatticu di 3DPAM hè megliu quandu riproduce regioni anatomiche cumplesse è i studienti l'utilizanu à l'iniziu di a so furmazione medica.
I datasets generati è/o analizzati in u studiu attuale ùn sò micca dispunibili publicamente per via di barriere linguistiche, ma sò dispunibili da l'autore currispundente nantu à dumanda raghjonevule.
Drake RL, Lowry DJ, Pruitt CM. Una rivista di i corsi di anatomia macroscopica, microanatomia, neurobiologia è embriologia in i curricula di e scole mediche di i Stati Uniti. Anat Rec. 2002;269(2):118-22.
Ghosh SK A dissezione cadaverica cum'è strumentu educativu per a scienza anatomica in u XXI seculu: A dissezione cum'è strumentu educativu. Analisi di l'educazione scientifica. 2017;10(3):286–99.
Data di publicazione: 09 d'aprile 2024